城市改造遇上历史悠久的学校,会产生怎样奇妙的化学反应?在成都七中度过120周年生日的时候,我们找到了答案。我们采用比较温和的改造方式,把七中勤工楼和博雅楼调整成能容纳各种学科活动的中心,让这两栋楼焕发了新的生机。我们希望通过这个项目,总结出适合推广的学校建筑改造经验,为将来的校园建设提供积极的参考。
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PART.1
建设背景与项目概况
成都七中以注重全面发展、关注个人成长、强调学生自主性的办学宗旨,“通过人文熏陶促进个性发展”的育人观念著称,造就了包括众多科学家在内的卓越人才,林荫校区是成都七中的主要校园,它不仅记录了学校的辉煌历史,也记录了城市教育文化的繁荣进步,完全融入了城市的文化体系。
学校规模持续扩大,原有建筑已无法适应丰富多样的教学理念与场地要求,计划收回临科华路的两座楼宇,即勤工楼和博雅楼,将其改造成能够容纳音乐、美术、科学、技术等不同学科交叉融合的功能区域,此举不仅关系到学校的进步,也触及了众多校友和市民的深厚情感。如何保存这处难得的旧址印记,又融入新式用途和环保思想,是这次项目的关键任务,也是对这所老牌学校历史与传统的继承和敬意。
#1 总平面图
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PART.2
现状研判与条件制约
南边的勤工楼和北边的博雅楼紧挨着科华路主路,它们划分出七中的校园范围。整修的起始环节,是对现存的建筑实施周密细致的审视。我们借助实地考察和功能测试,对原有的两座楼的结构稳固性、外观形态、内部布局、以及音响光线温度条件等进行了彻底的检查。
2.1 立面更迭杂乱,空间使用受限
勤工楼和博雅楼是在上世纪八十年代完工的,落成之后被对外租赁,期间经历了好几次的改造和扩建。这些年来,它们曾先后被用作售卖电脑的场所以及价格低廉的旅店,导致建筑显得破败混乱,内部空间狭小且支离破碎。具体来说,建筑的外墙材料已经老化,而且设计风格和色彩运用都显得过于繁复,缺少整体的和谐感以及美观度。博雅楼如今是素质拓展教学的主要场所,但其内部构造和学科交叉教学的思想已经不相符,缺少能够灵活调整的场地,无法满足各种规模和类型的教学需求,空间设计受到限制,教学情境的适应性差。而且,从前几次改造中遗留下来不少麻烦,当前状况和最初的施工图纸出入很大,这也给再次设计工作造成了很大困难。
#2a 科华路实景拼合图
#2b 科华路改造后效果图
2.2 结构条件复杂,消防问题突出
南侧的勤工楼有七层楼高,整体高度达到二十四米,建筑平面呈矩形,五跨宽、两跨深,经过结构评估被评定为Asu级。北侧的博雅楼有三层加一层阁楼,总高度为十四米,建筑长度大约是一百四十五米,横向设计为单跨,纵向则连续分布了三十一跨;该楼底层设有面向科华路开设的商铺,而第二层到第四层则用作学校的书画音乐等素质拓展活动场所。其结构评估结果为Csu级,从整体承重能力来看,存在比较明显的缺陷问题。此外,博雅楼主体构造的抗震设计部分不符合现行标准对学校建筑教室区域重点防护、A类建筑以及七度地震标准的规定。所以评估意见清楚表明,需要对建筑物实施增强改造。
此外,改造工作还遭遇特殊困难:地铁3号线在地下十二米位置从建筑物正下方通过,教职员工表示博雅楼内每天都能感受到地铁运行引起的震动,这不仅使得结构加固难度加大,还迫使必须采取减振措施。博雅楼进行加固时,必须采取整体性加固方案,施工前要合理减少建筑荷载,确认安全之后才能实施加固;实施隔震时,要应用三维隔震装置,并且要求上部结构尽可能减轻重量。由于这些原因,改造期间要移除所有隔断,只保留主体框架。等隔震装置安装妥当后,再建造新的围护结构和外观构造,以此增强抗地震能力,并为设备设置和空间运用提供便利条件。这种按“先拆毁、后巩固、再建造、最后配置”的步骤进行的方式,对于时间紧迫、作业空间有限的本工程而言,显得格外棘手。
此外,由于年代标准限制,博雅楼超长单跨导致其走廊仅宽1.1米,两处楼梯间距达50米,楼梯自身宽度仅850毫米,并且台阶过高又过窄,和勤工楼一样都面临出口通道狭窄、逃生距离太长的问题。在这样的苛刻条件下,开展结构加固减振和消防通道优化的工作,无疑将遭遇严峻的困难。
#3 博雅楼勤工楼现状图
2.3 机电设施陈旧,物理环境不佳
这两栋建筑在科华路的正面经历了多次修缮,从二到四层的朝东墙面,所有窗户都被封闭了,形成了装饰性的民国时期“假墙”。因此,二到四层依靠外部走廊一侧的少量窗口进行透气和采光,实际环境效果欠佳。
当前,第七中学作为教育创新的先行者,配备了智能电子白板、互动式影音装置、网络化管理设施等现代教学工具,致力于推动教学方法的革新。但是,这些新式装置同老化的水电管线系统很难匹配:原先的线路过多且已陈腐,没有预留下来的空间来增加容量,存在电流超负荷、渗水漏电等不安全因素,不能满足将来教育环境不断发展的硬件承载要求;新添的智能装置没有统一管理,管线外露并且杂乱无章,对安全性和外观都有不良影响。所以设施设备必须进行当代化改造,才能符合当前教学要求,同时为将来教育形态的变革提供可变动的衔接,这样才能让建筑用途与教育进步相互协调。
#4 改造难点
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PART.3
改造愿景与技术策略
3.1 愿景
就这些情况,我们构思了三个蓝图,为学科整合平台进行精准优化。
能够充分满足各种教学活动的场地要求,推动不同学科间的相互配合与教学方法的更新:在原有基础上增加设施并优化布局,营造能够适应不同教学场景的场所,从而增进学科交叉领域的合作与思维突破。
努力研究构件改进的方法,达成功能增强与融合开拓的目的:寻找环保节能且通用的技术及物料,增强房屋的音、照、温等方面的表现。
改善校园内外部空间品质,打造城市交流的新形象:先从美观和样子方面入手,重新装修校园内外环境,加强与城市的联系和结合。
#5a 科华路原始透视图
#5b 科华路改造后效果图
3.2 技术策略
1)功能提升——创造空间互动,促进学科交融
我们希望新成立的学科整合平台不只是多个基础功能场地的简单组合,而是一个富有生机的互动场所,能够为教师和学生创造更多课间及课后互动交流的条件,既提供学科交叉融合的实体环境,也营造心理层面的期待氛围,切实充当学科融合的催化剂。为此,我们实施了以下创新行动:
• 空间优化与学科联动
拓宽既有狭窄路径和阶梯,连接两座建筑,构成包含二层物联网科技、三层戏曲音乐、四层艺术陈列等相同学科整合模式,另在工勤楼五层和六层分别配置学科交叉教室及教师研习场所,前者旨在处理消防安全事宜,后者旨在创造更便利的互动环境。
• 开放式交流空间的打造
在通道恰当位置进行扩建,各楼层设有专门学科陈列区域和学子互动区域,搭配贯穿多层的开放楼梯,构成横向与纵向均具通透性的互动场所,提升空间的整体流畅度。
• 弹性灵活的教学空间
打造灵活多变的教学场所,满足不同教学需求,增强空间使用效益,创造专属学习与互动环境。
• 空间记忆与归属感营造
四层的美育空间移除了部分常规教室,改造成了纯粹的“天空艺术馆”形式,师生们的创作能够在此处陈列,或者在一楼的临街窗口进行展示,以此与公众产生交流。这样的安排不仅创造了展示的机会,还借助艺术与社会之间的互动,提升了学生们对集体的归属感以及认同度。
#6 改造后局部剖透视图
#7 改造前后标准层对比图
#8 教学空间灵活布局示意图
#9a 改造前走道空间透视图
#9b 改造后走道空间透视图
#10 展示空间透视图
#11 博雅楼天空美术馆透视图
借助这些周密构思的行动,我们期待学科整合平台能化作师生沟通协作的天地,学科交叉渗透的动力,让校园焕发新生动力与原创思维。
2)性能提升——科技引领,绿色低碳
学科融合中心建设过程中,我们借助科技力量作为主导,坚持环保节能的原则,致力于营造功能优越、环境宜人并且能够长久使用的互动场所。在建筑抗震、减振、防火等多个方面进行改进,增强建筑的使用性能和稳固程度。此外,科技元素和绿色节能思想也融入了建筑规划、结构设计、设备安装、外立面工程以及室内装饰的每一个环节。建筑外墙的规划中,借助镜面反射装置、自动遮蔽结构、多层降噪系统以及空气更新设备等无动力手段,达成遮光、采光与换气功能融合,大幅提升音质、光线和温度条件。
• 钢柱加建,悬挑吊挂
#12 勤工楼、博雅楼技术路径图
为了减轻对原有结构的影响,并且确保主体工程快速精确完成,我们决定采用钢结构,在四层重新建造原本临时搭建、设施简陋的美术教室。新建的美术展厅更加宽敞,主体线条更为纤细,采光条件更为优越,屋顶天窗的设计也更具特色。屋面上的钢梁向后延伸,其悬挑端向下垂出吊柱,将拓宽的1米走廊楼板从上方托起。这样一来,便处理了扩展区域重力无法有效传递的情况,同时悬挑端的承重,也使得顶层钢梁中间部分的弯曲应力有所降低。
• 三维隔震,以柔克刚
#13 博雅楼三维隔震支座安装完成图
博雅楼下方,成都地铁3号主干道从内部通过,学生上课时,常会感受到列车驶过引起的地面摇晃。为了完全消除地铁运行产生的干扰,博雅楼在原有单跨多层框架基础上,于地面3.0米高度,新安装了“建筑三维减震(隔振)装置”,这种加固建筑的方法在国内尚属首创。它在水平方向上阻隔了地震波的影响,显著降低了建筑物的震动反应;接着,针对原有的单跨式框架,实施了提升抗震能力的优化方案,在增强框架本身性能指标的同时,没有增设剪力墙构件,确保了建筑内部空间布局的便利性和后续改造的可行性。在竖直方向上,新型支撑装置调整了建筑物的固有振动数值,使其与轨道交通的振动数值产生明显区隔,从而大幅度增强了建筑物的居住体验。
• 配电重构,绿色低碳
电系统在整体和个体角度上管理能源消耗。整体角度上,供配电系统在符合要求时部分利用旧有设施——博雅楼继续使用原有系统,勤工楼建立新系统。个体角度上,以方便人为基础控制开支——在人员活动较少的机房区域安装本地开关;在人员活动频繁、需要不同环境的大空间、走廊、楼梯间使用智能照明系统进行统一管理,为使用者提供定制化服务。勤工楼顶设置有屋顶太阳能光伏系统,充分利用可再生能源发电。
• “三位一体”,性能增强
#14 立面性能增强图
学科融合中心位于东西走向,为此选用穿孔板材与挑出屋檐来阻挡阳光直射产生眩光,搭配具备吸音功能的光反射板以提升昏暗角落的照明条件,此外还处理了科华高架和操场带来的噪音干扰问题。勤工楼层由于高度有限,我们通过在窗沿位置布置分散式新风设备,并安装电动式排烟窗,以此降低水平风管对层高造成的压缩感,确保室内净空和空间体验。最终的墙身装饰与建筑功能融合,达成遮蔽阳光、引入光线及促进空气流通的统一目标,大幅优化了声音、光线和热量的周边条件。
3)形态融合——根植城市文脉,焕新街区界面
#15 游泳馆下方改造过程透视
#16 校园内侧施工过程图
我们仔细考察了校园内外现有建筑的色彩运用和构成元素,分析其色彩搭配、尺寸比例及设计技巧,并将这些特点转化为设计灵感,同时运用数学和逻辑思维进行构思。这种方法既为校园创造了崭新的视觉感受,又保护了宝贵的场所精神,让新建筑能够与校园历史风貌和周边环境完美融合,呈现出与众不同的特色和意义。在加宽的通道和面积增大的公共区域,穿孔板呈水平方向布置,经过仔细设计的间距使得人的视线高度不受阻碍,既确保了视觉的连续性,又增强了建筑外立面的层次感。
#17a 校内侧原始透视图
#17b 校内侧改造过程透视
#18a 勤工楼校内侧改造前透视图
#18b 勤工楼校内侧改造后透视图
学科融合中心改造时,材料挑选注重三个核心点,分别是减轻重量、方便维修和降低成本便于普及,目的是保证建设快速、后期照管费用少并且能够长久使用。考虑到博雅楼和勤工楼是东西走向,外墙使用轻质铝制穿孔板作为挡光设施,并且涂料的色彩种类繁多,采用闪银色氟碳喷涂技术,打造出充满未来科技气息的环境,同时与当地的历史文化相协调。另外,墙面结合使用的瓷砖和颜料,地面选用的SPC/PVC地板,既分量轻、耐磨损、方便安装,又呈现多样的肌理与色调,能够适应各种场所的装饰需要。
我们为管理设计进度,联合了构造、机械电子、外围护、装修等领域的专家紧密配合,借助五比一的精细构件图展开一体化规划,达成建筑体、外围护、装修图纸完全对接,严肃控制最终表面的协调性,增强施工的精确性与设计品质。
• “水”分两路,巧妙“兜”底
主体构造因三维支架分割为上下两个单元,所有竖向管道都必须穿过由结构断裂形成的“横向缝隙”,若疏忽处理,地震后极易导致上下水道、消防管线发生严重位移和破损;而倘若所有竖管均采用抗震柔性衔接,则对视觉效果和造价控制造成显著负担。面对这一难题,我们首先从“水”系统入手,分两个步骤实施解决方案。消防与给水系统要上下分离设置,一层的横向管道安装在地面,二到四层的横向管道先沿着勤工楼向上铺设,再横向延伸连通,并且不与其他竖向管道共用。排水系统的节点借助精心设计的断接雨水口“接水兜”来处理,将结构可能出现的变形考虑在内,确保在最大变形范围内,“接水兜”能够稳稳地承托住插入其中的排水管道。此外,在外侧还布置了带有学校特色纹样的穿孔板,用装饰性的手法突显这个巧妙的节点设计。
#19a 机电管线布置系统图
#19b 集成幕墙与排水设计图
• 服务管线,外围布置
博雅楼占地面积并不宽敞,不过因为施工要求更严,加上特别的锯齿形屋顶排水设计,导致室内外需要安装的水管、雨水管、消防水管以及空调冷凝水管等等种类繁多。建筑内部承重梁柱的横截面变大了,已经占用了不少地方,为了尽可能降低这些水电管线对室内面积的影响,我们把所有给排水管道都安装在建筑物外墙之外,并且依照建筑结构和幕墙的尺寸标准,把它们统一安排在墙体外侧和建筑表面后面。这样一来,室内功能区域能够完整保留,并且运用得当,不会因为各种管线维护或检修而干扰到室内活动。服务设施采用分散式布局,确保了服务区域的完整性和高效率。
立面处理上,管道体系整体色调变得更为深沉,增强了它同外层亮银色铝板在亮度上的对比度,让管道系统最终融入了背景墙体的整体效果之中。
• 废弃泳池,重新利用
楼栋西边进行了改造,原先的露天泳池因地铁工程停用,泳池上面铺设了地板,变成了露天羽毛球场。这次改造利用了原有泳池的容积空间和防水特性,把它改造成了消防水池;同时把原来的配套设备用房改成了消防泵房,实现了闲置设施再利用,减少了改造成本。
博雅楼经过翻新,重新构建了145米的整体结构,采用半透明镂空铝板进行包裹,这种材料轻薄得如同羽毛。改造后的建筑改善了采光和通风条件,借助门窗设计来降低噪音干扰,建筑外立面的“羽翼”部分能够开合,其设计灵感源自繁体字“柒”的笔画形态,同时也暗示了内部公共区域的布局情况。
翻新的学生工作楼,凭借朴素的外观、实用的外墙、经过深思熟虑的尺度,展现出一种冷静、低调的稳重风范。其中有两处局部突出的窗户,分别正对后面的合唱教室和美术陈列室;校园里的教学活动,通过这两个窗口向外界进行了呈现。
#20a 勤工楼校外侧改造前透视图
#20b 勤工楼校外侧改造后透视图
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PART.4
建造策略与施工考量
场地当前用地非常局促,施工允许范围之内可用的空间也十分有限,我们与负责建设的单位密切配合,规划了周密的工程计划,保障施工活动合理、迅速并且平安。
4.1 总体建造策略
合理安排工程步骤,保证每一步按序进行。场地空间狭小,时间紧迫,所以不能按常规的“做完一项再开始下一项”的方法来操作。于是,各个环节都选择分批处理,同时不断检测建筑体态、地铁路线和抗震性能等状况。依据工程进展状况和现实条件,持续优化工程安排和资源分配,以保障建设期间的结构稳固性,并提升作业成效。
4.2 施工组织策略
施工场地规划要科学合理,打通勤工楼到主入口的道路,构成内部运输线路,以此改善物资调配和人员往来。另外,将原有的电梯井道拆除,安装两台施工用的提升设备,保证物料上下运输的便捷。而且,依据工作量的情况,安排原材料每天运抵的数量,避免工地内部物资囤积。
4.3 技术难点应对策略
这项工程最大的挑战在于隔震装置的安装工作。这属于一项特殊的加固任务,支撑结构使用的是钢管,并且通过千斤顶与框架梁相连接。钢管支撑在移除之后,需要承担起建筑物二层及更高楼层的全部重量,所以对临时支撑的受力计算、千斤顶的设置数量和承载能力等参数必须非常精确,必须严格遵守设计和规范标准,才能保证结构支撑的验收能够通过。
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PART.5
结语
七中林荫学科融合中心改造提升项目规模不大,却“五脏俱全”。这个项目需要建筑、结构、机电、幕墙、装饰等多个领域的专家共同参与,同时也是教学思想与建筑思想的交汇融合。我们希望借助这次改进,为学生们打造更充实、更有趣的学习环境,点燃他们对能力提升的热情和求知心,促使他们从消极的旁观者转变为积极的实践者,同时加深他们对学校的认同和归属。
我们期待借助林荫七中在教育界的威望,借助本次“轻介入”策略的革新,既能够守护校园文化的传承,又能融入前瞻性的教育理念,同时积极倡导并研究一种经济适用的价值观念和技术方案,一种校园建筑升级的新模式。
#21 勤工楼局部
(阎渊 黄怀海 撰文)
项目地点:四川成都武侯区
设计时间:2021年6月-2024年5月
建成时间:2025年
业主单位:四川省成都市第七中学
代理业主:成都城投教育投资管理集团有限公司
设计单位:中国建筑西南设计研究院有限公司
用地面积:1433㎡
建筑面积:7768㎡
项目团队:
· 设计总负责人:黄怀海
· 设计副总负责人:黎琳璘
建筑领域:阎渊, 宋然, 林有为, 钟易岑, 胡静雯, 王舒悦, 李姗霓, 何沁洋
· 结构专业:高永东 宗晓庆 陈宇豪
· 给排水专业:叶磊 蒲金晶
· 暖通专业:刘玉东 贺礼荣
· 电气专业:姚锋 陆萌 余洁 雷兰
· 幕墙专业:周春晓 刘芳萍 彭伟
· 建筑技术专业:史尤佳
· 造价专业:孟祥臻 王香平